分子性ガラスの創製と構造・物性・機能相関の解明

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08454224
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 城田 靖彦 大阪大学, 工学部, 教授 (90029091)
• 研究分担者: 中野 英之 大阪大学, 工学部, 助手 (00222167) ; 野間 直樹 大阪大学, 工学部, 助手 (70208388)
• キーワード: 分子性ガラス / スターバースト分子 / ガラス形成能 / X線結晶構造解析 / 電荷輸送 / フォトクロミズム / 陽電子消滅法 / 電界発光素子

研究概要

本研究は、新しい物質群として興味深い分子性ガラスを創製し、その微視的構造、ガラス転移およびそれに関連する緩和現象、分子性ガラスの光・電子物性を、分子構造との相関を含めて解明することを目的としている。本年度は以下の検討を行った。
(1)分子性ガラスの創出および分子構造とガラス形成能との相関の解明:新規な一連のスターバースト分子群およびその他のπ電子系分子群を設計・合成し、これらが容易にガラスを形成することを明らかにするとともに、分子構造とガラス形成能、ガラスの安定性、ガラス転移温度との相関を明らかにした。また、ガラス形成能を有する低分子系有機化合物のX線結晶構造解析を行い、分子構造とガラス形成能との相関について知見を得た。
(2)ガラス状態における電荷輸送の解明:いくつかの分子性ガラスについて、ホールドリフト移動度の電場強度依存性ならびに温度依存性を解析し、分子構造と電荷輸送特性との相関について知見を得た。また、分子性ガラスにおいて初めて負の電場強度依存性を観測し、これまでに提案されているdisorder modelの妥当性を示した。
(3)ガラスの微視的構造の解明:アゾベンゼン誘導体のフォトクロミック反応をプローブとする方法、および陽電子消滅法を用いて、分子性ガラスの微視的構造の検討を行い、分子性ガラスの自由体積が高分子ガラスに比べて小さいことを示唆する結果を得た。
(4)分子性ガラスを用いた電界発光素子における電荷注入特性および発光特性の解明:分子性ガラスを正孔輸送層および発光層に用いるいくつかの電界発光素子を作製し、これらの素子における電荷注入特性ならびに発光特性を明らかにした。また、正孔輸送層と電子輸送層との界面におけるエキシプレックス生成について検討を行い、エキシプレックス発光を用いることにより、素子の発光色を制御することができることを示した。

研究成果

• [文献書誌] T.Noda, I.Imae, N.Noma, Y.Shirota: "5,5"-Bis{4-[bis(4-methylphenyl)amino]phenyl}-2,2':5'.2"-terthiophene and 5,5"'-Bis{4-[bis(4-methylphenyl)-amino]phenyl}-2,2':5',2":5",2"'-quaterthiophene as a Novel Family of Amorphous Molecular Materials" Adv.Mater.9(3). 239-241 (1997)
• [文献書誌] T.Noda, H.Ogawa, N.Noma, Y.Shirota: "A Novel Family of Amorphous Molecular Materials Containing an Oligothiophene Moiety as Color Tunable Emitting Materials for Organic Electroluminescent Devices" Adv.Mater.9(9). 720-722 (1997)
• [文献書誌] H.Kageyama, K.Ohnishi, S.Nomura, Y.Shirota: "Negative Electric-field Dependence of Hole Drift Mobility for a Molecular Glass of Tri(o-terphenyl-4-yl)amine" Chem.Phys.Lett.277(1-3). 137-141 (1997)
• [文献書誌] J.Sakai, H.Kageyama, S.Nomura, H.Nakano, Y.Shirota: "Photo-and Electro-active Amorphous Molecular Material:Morphology,Structures,and Hole Transport Properties of Tris[4-(2-thienyl)phenyl]amine" Mol.Cryst.Liq.Cryst.296. 445-463 (1997)
• [文献書誌] K.Itano, H.Ogawa, Y.Shirota: "Exciplex Formation at the Organic Solid-State Interface:Yellow Emission in Organic Light-Emitting Diodes Using Green-fluorescent Tris(8-quinolinolate)aluminum and Hole-transporting Molecular Materials with Low Ionization Potentials" Appl.Phys.Lett.72(6). 626-638 (1998)
• [文献書誌] K.Katsuma, Y.Shirota: "A Novel Class of π-Electron Dendrimers,1,3,5-Tris{N-(4'-methylbiphenyl-4-yl)-N-(4-diohenylamino-phenyl)amino}benzene and 1,3,5-Tris{N-[4-bis(4-mehtylphenyl)aminophenyl]-N-4-diphenylaminophenyl}-amino}benzene,for Thermally and Morphologically Stable Amotphous Molecular Materials" Adv.Mater.10(3). 223-226 (1998)